第七届青年地学论坛

        夹卷层是边界层大气与自由对流层大气之间的过渡区域，也是二者之间物质、能量、动量等交换输运的重要通道。掌握对流边界层大气及相应夹卷层特征对理解地气交换作用及评估生物圈生存条件等具有重要价值。当前，受探测手段及能力的限制，对小尺度夹卷特性的探测研究还相对稀少，对决定夹卷过程的基础物理机制等尚不明了；当前已应用的数值天气预报及天气模型中，所采用的网格点也过于粗糙而不能分辨边界层小尺度湍流过程。
        研制出全天侯偏振激光雷达（Liu et al., Atmos. Chem. Phys., 2021），能以10 s和6.5 m时空分辨率精细探测边界层大气；以气溶胶为示踪物，提出利用气溶胶散射比在给定时段内标准差剖面的半高全宽来定义夹卷层厚度的全新方案，体现了物质（气溶胶）在对流边界层顶区域的混合历史，具有物理上的客观性。统计分析了四个落入不同季节的典型晴朗天气条件下的武汉上空夹卷层高分辨探测实例，结果发现：不论日平均、还是在对流边界层四个演化阶段（形成期、增长期、准稳态期和衰退期），夹卷层厚度均值和方差在夏秋季对应值都比冬春季要大；在同一天内不同演化阶段的夹卷层厚度均值，仅呈现中等程度的差异（数十米）；增长期通常拥有更大的夹卷层厚度均值和方差，而准稳态期夹卷层厚度方差通常最小；所有四个探测实例中，夹卷层厚度主要在50-150 m范围取值（发生概率>67%）。以上探测结果为夹卷层参数化建模提供了数值探测基础。
 

偏振激光雷达 气溶胶 对流边界层 夹卷层 夹卷层厚度